石墨烯在超级电容器中的应用
石墨烯材料的电化学性能研究
石墨烯材料的电化学性能研究石墨烯作为一种新型的二维材料，具有独特的结构和性能，引起了广泛的研究兴趣。
在过去的几年里，科学家们对石墨烯材料的电化学性能进行了深入地研究，并取得了一系列重要的发现和突破。
本文将就石墨烯材料的电化学性能进行探讨，以期加深我们对石墨烯材料的认识。
首先，石墨烯材料具有优异的导电性能。
由于石墨烯只由一个碳原子层组成，因此它具有极高的电子迁移率和导电性。
研究表明，石墨烯的电子迁移率可以达到几千cm²/Vs，是传统的硅材料的数百倍以上。
这使得石墨烯成为一种极具潜力的导电材料，在电子器件和能源存储领域具有广阔的应用前景。
其次，石墨烯还具有良好的电催化活性。
石墨烯的独特结构和电子性质使其具有优异的催化性能，可以用于电催化反应。
研究表明，石墨烯可以作为电催化剂来催化氧还原反应、氢还原反应和氧气还原反应等重要的电化学反应。
这些电化学反应在能源转换和储存等方面具有重要的应用价值。
石墨烯材料的优异电催化活性使其成为一种理想的电催化剂，有望推动电化学领域的发展。
此外，石墨烯还展示出出色的超级电容性能。
超级电容器是一种能够实现高密度能量储存和高速充放电的电化学能量储存装置。
石墨烯作为超级电容器电极材料具有独特的优势。
研究表明，石墨烯电极具有高比电容和良好的循环稳定性。
这主要归功于石墨烯的大比表面积、极高的电导率和优异的化学稳定性。
因此，石墨烯在超级电容器领域具有广阔的应用前景。
另外，石墨烯还可以用于柔性电子器件。
柔性电子器件是一类可以与可弯曲、可拉伸等形变特性相适应的电子器件。
石墨烯由于其高柔韧性和柔性的基底材料特性，使得它成为一种理想的柔性电子器件材料。
研究表明，石墨烯可以用于制备柔性传感器、柔性显示器和柔性光电器件等。
这些柔性电子器件具有广泛的应用前景，可以应用于生物医学、智能穿戴设备和可穿戴电子等领域。
最后，尽管石墨烯材料的电化学性能已经有了很多突破和进展，但仍然存在一些挑战和问题。
烯晶碳能 超级电容
烯晶碳能超级电容烯晶碳超级电容（Graphene Supercapacitors）是一种基于石墨烯材料的新型电子设备，具有高能量密度、高功率密度、长循环寿命和快速充放电速度等优点。
本文将介绍烯晶碳超级电容的原理、性能及其在各个领域的应用。
烯晶碳是一种由碳原子构成的二维材料，具有优异的导电性和机械性能。
其特殊的结构使得电子在其表面运动非常迅速，因此烯晶碳超级电容具有高能量密度和高功率密度的特点。
与传统的电池相比，烯晶碳超级电容的充放电速度更快，可实现几秒钟内完成充放电过程。
烯晶碳超级电容的原理是利用烯晶碳材料的大表面积和多孔结构，将电荷以吸附/解吸的方式储存。
其电极由两层烯晶碳材料组成，中间通过电解质隔离。
当外加电压施加在电极上时，正负电荷分别在电极表面吸附，形成电化学双层结构。
这种双层结构可以快速地吸附和释放电荷，实现高能量密度和高功率密度。
烯晶碳超级电容的性能主要体现在以下几个方面。
首先，烯晶碳超级电容具有高能量密度，即单位质量或单位体积的储能量较大。
其次，烯晶碳超级电容具有高功率密度，即可以在短时间内释放大量电荷，满足高功率设备的需求。
此外，烯晶碳超级电容具有长循环寿命，可以进行数万次的充放电循环而不出现明显的性能衰减。
最后，烯晶碳超级电容具有快速充放电速度，可以在几秒钟内完成充放电过程。
烯晶碳超级电容在许多领域都有广泛的应用。
首先，它可以应用于电动汽车和混合动力汽车中，用于储存和释放电能，提供动力支持。
其次，烯晶碳超级电容可以应用于可再生能源领域，如风力发电和太阳能发电系统中，用于平衡能源供给和需求之间的差异。
此外，烯晶碳超级电容还可以应用于电子设备中，如智能手机、平板电脑和电子手表等，提供快速的充电和长时间的使用。
烯晶碳超级电容作为一种新型电子设备，具有高能量密度、高功率密度、长循环寿命和快速充放电速度等优点。
它的原理基于石墨烯材料的特殊结构和电化学双层结构的形成。
烯晶碳超级电容在电动汽车、可再生能源和电子设备等领域都有广泛的应用前景。
石墨烯复合材料在能源领域中的应用
石墨烯复合材料在能源领域中的应用石墨烯是一种非常有前途的新材料。
它具有极高的导电性和导热性，是一种非常强硬和耐高温的材料，而且非常轻便。
在能源领域中，石墨烯复合材料的应用前景非常广阔。
首先，石墨烯复合材料可以应用在锂离子电池中。
锂离子电池是目前最常见的电池类型，其电化学性能非常优异，但是锂离子电极材料有较小的离子扩散性和容量失效问题。
石墨烯的高导电性和导热性以及与锂离子电池正极材料的良好相容性，被认为可作为一种非常有效的材料来改进能量密度，提高循环性能并延长电池寿命。
其次，石墨烯复合材料可以应用在太阳能电池中。
目前，太阳能电池是一种非常强大的可再生能源。
通过降低电池成本，提高电池效率和耐久性，太阳能电池的应用将得到更广泛的推广。
石墨烯被认为是一种有前途的材料，可以作为太阳能电池的电极材料来提高效率。
石墨烯与太阳能电极材料的良好相容性，可以显著提高电池输出功率和电池效率。
第三，石墨烯复合材料可以应用在超级电容器中。
超级电容器作为一种新型能量储存器，其具有高功率密度、长循环寿命、低内电阻、快速充放电等特点。
石墨烯高导电性和导热性以及其大表面积可以显著提高超级电容器的储能密度和电化学性能。
此外，石墨烯与活性材料的复合还可以减少薄膜的内阻和提高储存容量。
第四，石墨烯复合材料可以广泛应用于电动车、电动机、风力发电和太阳能收集器等能源领域。
石墨烯复合材料的好处在于其强度、导电性和导热性。
电动车、电动机、风力发电和太阳能收集器需要坚固耐用并且具有高效性能。
石墨烯复合材料可以满足这些要求，并且更加耐用并且可以更加高效地产生能源。
总之，石墨烯复合材料具有极其广泛的应用前景，在未来的能源领域中将有着重要的角色。
石墨烯复合材料的研究和开发仍需继续推进，以便能够利用其在锂离子电池、太阳能电池、超级电容器和新能源领域中。
通过利用石墨烯复合材料，我们有着实现更加环保且能源使用效率更高的未来的梦想。
石墨烯趣味实验报告
一、实验背景石墨烯，作为一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型蜂巢晶格的二维材料，自2004年由英国曼彻斯特大学的安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫发现以来，便以其独特的物理和化学性质吸引了全球科学家的关注。
这种仅有一个碳原子厚度的材料，不仅是世界上最薄的材料，也是已知最坚硬的纳米材料之一。
为了探究石墨烯的这些神奇特性，我们进行了一系列趣味实验。
二、实验目的1. 了解石墨烯的基本性质和制备方法。
2. 通过趣味实验，直观感受石墨烯的特性和应用潜力。
3. 培养团队合作精神和科学探索精神。
三、实验材料与工具1. 实验材料：石墨、胶带、滤纸、蒸馏水、酒精、丙酮、高锰酸钾、氢氧化钠、石墨烯溶液等。
2. 实验工具：超声波清洗器、电子显微镜、激光切割机、温度计、计时器等。
四、实验步骤1. 石墨烯制备实验（1）采用微机械剥离法，从石墨中剥离出石墨烯。
（2）将剥离出的石墨烯用滤纸包裹，放入超声波清洗器中清洗，去除杂质。
（3）将清洗后的石墨烯用丙酮浸泡，去除残留的溶剂。
（4）将浸泡后的石墨烯用滤纸吸干，备用。
2. 石墨烯透明导电膜制备实验（1）将制备好的石墨烯分散在水中，制成石墨烯溶液。
（2）将石墨烯溶液滴在玻璃片上，用激光切割机切割成所需形状。
（3）将切割好的石墨烯膜放入烘箱中，进行退火处理，使其成为透明导电膜。
3. 石墨烯超级电容器实验（1）将石墨烯溶液滴在滤纸上，晾干后制成石墨烯电极。
（2）将石墨烯电极放入电解液中，连接电极和超级电容器。
（3）通过计时器记录充电和放电时间，分析石墨烯超级电容器的性能。
五、实验结果与分析1. 通过微机械剥离法，我们成功制备出石墨烯，并观察到其透明、导电的特性。
2. 制备的石墨烯透明导电膜具有优异的导电性能，适用于触摸屏、太阳能电池等领域。
3. 石墨烯超级电容器在充电和放电过程中表现出良好的性能，具有广阔的应用前景。
六、实验总结本次趣味实验让我们深入了解了石墨烯的制备方法和特性，感受到了石墨烯在各个领域的应用潜力。
石墨烯材料的用途
石墨烯材料的用途背景介绍石墨烯是由一个原子厚的碳纳米薄膜组成，具有高强度、高导电性、高热稳定性和高透明性等优异物理和化学特性。
自从石墨烯的发现以来，它便成为了材料科学和许多其他领域的研究热点。
本文将从以下几个方面，探讨石墨烯材料的用途及其潜在的应用前景。
晶体管石墨烯的高导电性使其成为一种非常重要的材料，可以在电子学领域中用于制造替代硅晶体管的新一代晶体管。
相比于传统的硅晶体管，石墨烯晶体管具有更快的开关速度、更低的电阻和更低的能耗。
因此，它可以用于许多应用，包括高速电路、电声元件、可穿戴设备等。
电池石墨烯也可以用作电池材料，例如锂离子电池和超级电容器。
石墨烯的高表面积、高导电性和高化学稳定性使其成为一种理想的电化学储能材料。
由于其重量轻、性能优良，石墨烯被认为是未来电池领域的重要材料之一。
传感器石墨烯的高灵敏度、高稳定性和高选择性，使其成为一种理想的传感器材料，被广泛应用于气体、湿度、压力和温度等环境参数的检测。
石墨烯传感器在环保、医疗和安全等领域有广泛的应用前景，例如在环保方面可用于污染物检测和污染监控。
柔性电子学由于石墨烯是一种非常柔性的材料，能够弯曲和转动而不影响其性能，因此被广泛用于柔性电子学领域。
石墨烯可以作为透明导电膜、可穿戴设备、微型传感器等柔性电子元件的制作材料。
生物医学石墨烯在生物医学领域也有很多应用，如基因传递、组织工程和药物释放。
石墨烯可以通过改变表面特性，使其与细胞相互作用，并调节细胞行为。
石墨烯纳米材料可以用于治疗癌症、糖尿病和心血管疾病等。
结论总之，石墨烯材料具有诸多惊人的实用特性，在各个领域都有广泛的应用前景。
本文仅仅是简单地介绍了其用途的一部分，未来还有许多未被发掘的应用。
石墨烯的研究将会极大推动材料科学和整个人类社会的发展。
石墨烯在能源领域的应用
石墨烯在能源领域的应用石墨烯是一种由碳原子构成的二维晶体，在材料科学领域被广泛关注。
由于其优异的力学、光学和电学性质，石墨烯在能源领域的应用潜力巨大。
第一，太阳能电池。
石墨烯能够充分改善传统太阳能电池效率低的问题。
石墨烯薄膜具有高度透明性，并且可以实现广谱光吸收。
通过将石墨烯薄膜引入到典型的硅太阳能电池中，发现其效率得到了显著提升，这使得石墨烯成为具有很大潜力的太阳能电池材料。
第二，高性能电池。
石墨烯与传统电池材料相比具有更高的表面积和导电性能，能够大幅度提高电池的储能密度和输出功率。
例如，在锂离子电池中，石墨烯导电网络的应用可以增加电池的有效表面积，并具有更高的离子扩散速率，从而实现更高的储能密度和性能。
第三，新型储能材料。
随着电动汽车市场的不断扩大，石墨烯在储能领域也展示出了强大的潜力。
石墨烯作为一种高效的超级电容器电极材料，具有很高的比表面积和重要的能量和功率密度，因此可以在储能材料和设备方面获得应用。
第四，超导应用。
在能源领域的另一个前沿领域，超导应用也是石墨烯的一个重要应用方向。
石墨烯具有卓越的电子结构和高度可控的超导性能。
目前，石墨烯材料已经在柔性超导体、超导透镜和超导短接器等方面取得了重要进展。
总之，石墨烯在能源领域的应用前景广阔，尤其是能够扩大太阳能电池、高性能电池、新型储能材料和超导应用的范围和领域。
未来，随着石墨烯相关技术和材料的不断改进和完善，我们有理由相信石墨烯将会在能源领域展现出更多的应用和创新。
石墨烯的性质与应用.
石墨烯的性质与应用.石墨烯是一种单层碳原子构成的二维材料，其特殊的结构和性质使其成为当前研究领域的热点之一。
本文将从石墨烯的性质、制备方法以及应用方面进行介绍。
1. 电子性质石墨烯的电子结构非常特殊，其价带和导带之间的带隙很小，电子穿越石墨烯时呈现线性的色散关系，而且电子的速度非常快。
这些特殊的电子性质让石墨烯被认为是一种有潜力的电子材料，可以用于制作超高速电子器件。
2. 机械性质石墨烯的强度和刚度非常高，堪比钢铁。
此外，石墨烯的柔韧性也很好，可以通过弯曲和滚动来适应各种形状和表面。
这些独特的机械性质使得石墨烯成为一种非常有前途的材料，用于制作柔性电子器件、高效的能量转换器和悬挂桥梁等。
3. 热学性质石墨烯因为薄度只有单层碳原子，热导率也非常好，高达3000 W/mK，是铜的5倍之多。
同时，石墨烯也具有非常低的电阻率、热膨胀系数等热学特性，或许可以用于高效的热管理问题。
石墨烯非常薄，且电子可以自由穿越，因此具有良好的透明性。
石墨烯的吸收光谱在可见光范围内几乎是0，因此可以用于制作高透明电子器件和光学器件。
二、石墨烯的制备方法1. 机械剥离法机械剥离法是将石墨中的一层石墨单晶体通过普通胶带的剥离操作获得的石墨烯样品。
该方法简单易行、成本低，但由于胶带的存在，易造成污染。
2. 化学气相沉积法化学气相沉积法是通过完整的碳源物质在高温、高真空下生长石墨烯。
该方法能够控制石墨烯的晶粒度和质量，并可以在大面积上制备石墨烯，因此是一种非常有前途的制备方法。
液相剥离法将石墨片浸泡在溶液中，通过物理化学相互作用降解去除多层结构石墨，最终得到单层的石墨烯。
该方法操作简便，但是其制备效率有待提高。
石墨烯具有优良的机械性能和电子性能，因此可以用于制作柔性电子器件，这些器件可以曲折自如地适应各种形状和表面，如曲面显示屏、柔性太阳能电池和电子纸等。
2. 能量存储器件石墨烯在电容器、超级电容器、电池等领域的运用非常广泛。
石墨烯具有高的电子迁移速度、良好的电容性能和出色的电解质离子传输能力，因此在能量存储器件领域应用前景广泛。
石墨烯复合材料在超级电容器中的进展
Value Engineering碳元素广泛存在于自然界，除了最为人们所熟知的石墨和金刚石外，1985年发现的富勒烯和1991年发现的碳纳米管扩大了碳材料的家族。
也使人们对碳元素的多样性有了更深刻的认识。
同时，富勒烯和碳纳米管所引发的纳米科技对人类社的发展在未来有着极其重大的意义。
作为碳材料中最新的一员—石墨烯是拥有sp2杂化轨道的二维碳原子晶体，由英国曼彻斯特大学的Geim等[1]于2004年发现，并能稳定存在，这是目前世界上最薄的材料—单原子厚度的材料。
石墨烯不仅有优异的电学性能（室温下电子迁移率可达200000cm2V-1s-1）[2]，质量轻，导热性好（5000Wm-1K-1）[3]，比表面积大（2630m2g-1）[4]，它的杨氏模量（1100GPa）和断裂强度（125GPa）[5]也可与碳纳米管相媲美，而且还具有一些独特的性能，如量子霍尔效应、量子隧穿效应[6]等。
由于以上独特的纳米结构和优异的性能，石墨烯可应用于许多的先进材料与器件中，如薄膜材料[7]、储能材料[4]、液晶材料[8]、机械谐振器[9]等。
石墨烯是单层石墨，原料易得，所以价格便宜，不像碳纳米管那样价格昂贵，因此石墨烯有望代替碳纳米管成为聚合物基碳纳米复合材料的优质填料。
在石墨烯诸多性质中，其中比表面积高和导电性好，最重要的是石墨烯本身的电容为21μF/cm2，达到了所有碳基双电层电容器的上限，这比其他碳材料都要高，是制造超级电容器的理想材料。
超级电容器（Supercapacitors），也叫电化学电容器（Electrochemical capacitors）是一种能量密度和功率密度介于传统电容器和电池之间的新型储能器件，超级电容器兼具蓄电池和传统电容器的优点，如能量密度高、功率密度高、可快速充放电、循环寿命长、具有瞬时大电流放电及对环境无污染等特性，是近十年来发展起来的新型储能、节能设备。
由于石墨烯是理想的超级电容器填充材料，所以将其与其他材料复合来制备超级电容器材料备受大家关注。
石墨烯在储能领域中的应用探讨
石墨烯在储能领域中的应用探讨【摘要】石墨烯是一种具有优异导电性和高表面积的材料，被广泛应用于储能领域。
本文从石墨烯储能技术的发展历程入手，探讨了其在储能电池和超级电容器中的优势和应用。
重点讨论了石墨烯在储能系统中的功率管理和未来展望。
结论部分强调了石墨烯在储能领域的重要性和潜力，展望其在未来能源存储中的发展前景。
通过本文的探讨，读者可以更深入了解石墨烯在储能领域的应用及其对未来能源存储的推动作用，为促进清洁能源发展提供了重要的参考。
【关键词】关键词：石墨烯，储能领域，储能技术，发展历程，优势，超级电容器，功率管理，未来展望，重要性，潜力，能源存储，发展前景1. 引言1.1 石墨烯在储能领域中的应用探讨随着石墨烯储能技术的不断发展，其在电池、超级电容器以及储能系统中的应用得到了积极探讨。
石墨烯储能技术的发展历程展现了其在提高能源存储效率和延长储能设备使用寿命方面的巨大潜力。
石墨烯储能电池的优势在实际应用中得到了体现，其高能量密度、快速充放电速度以及长循环寿命等特点使其成为未来储能领域的热门研究方向。
通过研究石墨烯超级电容器的应用以及在储能系统中的功率管理，可以更好地了解石墨烯在储能领域中的潜力和未来发展方向。
石墨烯储能技术的未来展望显示出其在未来能源存储中的重要性和广阔前景。
石墨烯在储能领域的应用探讨将为能源存储领域的发展带来新的思路和机遇。
2. 正文2.1 石墨烯储能技术的发展历程石墨烯储能技术的发展历程可以追溯到2004年，当时石墨烯被首次成功分离出来，科学家们立刻意识到其在储能领域的巨大潜力。
随后，石墨烯储能技术开始逐步发展，先后被运用于锂离子电池、超级电容器等领域，取得了一系列重要的突破和进展。
随着石墨烯的不断研究和发展，其在储能领域的应用不断拓展和深化。
石墨烯储能电池具有更高的电荷传输速度和更长的循环寿命，大大提高了储能系统的效率和稳定性。
石墨烯超级电容器的应用也取得了显著的成就，其高电导率和高比表面积为储能设备的性能提升提供了重要支持。
石墨烯的应用领域
第二章石墨烯应用领域石墨烯因其独特的电学性能、力学性能、热性能、光学性能和高比表面积，近年来受到化学、物理、材料、能源、环境等领域的极大重视，应用前景广阔，被公认为21世纪的“未来材料”和“革命性材料”。
具体在五个应用领域：一是储能领域。
石墨烯可用于制造超级电容器、超级锂电池等。
二是光电器件领域。
石墨烯可用于制造太阳能电池、晶体管、电脑芯片、触摸屏、电子纸等。
三是材料领域。
石墨烯可作为新的添加剂，用于制造新型涂料以及制作防静电材料。
四是生物医药领域。
石墨烯良好的阻隔性能和生物相容性，可用于药物载体、生物诊断、荧光成像、生物监测等。
五是散热领域。
石墨烯散热薄膜可广泛应用于超薄大功耗电子产品，比如当前全球热销的智能手机、IPAD 电脑、半导体照明和液晶电视等。
中国科学院预计，到2024年前后，石墨烯器件有望替代互补金属氧化物半导体（CMOS）器件，在纳米电子器件、光电化学电池、超轻型飞机材料等研究领域得到应用。
目前，全球范围内仅电子行业每年需消耗大约2500吨半导体晶硅，纯石墨烯的市场价格约为人民币1000元/g ，其若能替代晶硅市场份额的10%，就可以获得5000亿元以上的经济利益；全球每年对负极材料的需求量在2.5万吨以上，并保持了20%以上的增长，石墨烯若能作为负极材料获得锂离子电池市场份额的10%，就可以获得2500吨的市场规模。
可见，石墨烯具有广阔的应用空间和巨大的经济效益。
正是在这一背景下，目前国内外对石墨烯技术的应用研究如火如荼，具体应用如下：2.1 石墨烯锂离子电池锂离子电池具有容量大、循环寿命长、无记忆性等优点，目前已成为全球消费类电子产品的首选电池以及新能源汽车的主流电池。
高能量密度、快速充电是锂电池产品发展的必然趋势，在正极材料中添加导电剂是一种有效改善锂电性能的途径，可大大增加正负极的导电性能、提高电池体积能量密度、降低电阻，增加锂离子脱嵌及嵌入速度，显著提升电池的倍率充放电等性能，提高电动车的快充性能。
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石墨烯在超级电容器中的应用
前言本文对超级电容器分别从定义，工作原理，特点和分类做了简单介绍，然后以南开大学陈永胜教授的一篇综述介绍了石墨烯在超级电容器中的应用，并做了具体的例证分析。
关键词：超级电容器石墨烯修饰石墨烯
在储能领域的发展史上，大致可以分为第一代机械师储能，比如飞轮、发条，第二代化学式储能，如铅酸电池、镍氢镍镉电池以及锂离子电池等，第三代物理式储能如超级电容器。
超级电容器其实在我们生活中无处不在，如交通领域，在火车、巴士、汽车、卡车，能源领域，如新能源、风能和太阳能、电网削峰填谷、能量回收，工业领域，如起重机、阀门、挖掘机以及一些重型设备等，在电子领域，如硬盘、存储器和后备电源。
超级电容器已经是我们生活中必不可少的一部分，它在我们的社会中扮演着一个必不可少的角色，所以我们有必要深入地去了解一下什么是超级电容器。
超级电容器（supercapacitors），又称为电化学电容器（ECs）。
是一种介于电池和传统电容器之间的新型储能元件。
它是一种功率型的储能器件，通过电极材料与电解液界面形成双电层，或电极表面快速的氧化还原反应来储存电能。
主要包括：电极材料、集流体、电解液
和隔膜，原理图如下：
超级电容器有如下特点：（1）超高比容量（0.1-6000F）。
比传统电容器同体积电容量大2000-6000倍。
（2）充电速度快，只要充电几十秒到几分钟就可达到其额定容量的95%以上；而现在使用较多的铅酸电池、锂离子电池等充电通常需要几个小时。
（3）超长寿命，充放电大于40万次。
（4）大电流放电能力超强，能量转换效率高，过程损失小，大电流能量循环效率≥90%；（5）温度范围宽：–40~ +70℃，一般电池是–20 ~ +60℃。
（6）免维护，环境友善。
它和我们常见的化学式储能的电池相比，以及和传统电容器在功率密度和能量密度上的比较如下图所示：
超级电容器按机理可以分为两类：一类是双电层电容，依靠物理
过程形成双电层来储存电荷；第二类是法拉第赝电容（法拉第准电容），它依靠高度可逆的吸脱附或者快速可逆的氧化还原反应来存储电荷。
石墨烯能够应用与超级电容器主要是因为有以下特点:与传统的多孔碳材料相比，石墨烯：
（1）具有非常高的电导率（104~106S/m）
（2）非常大的比表面积（~2675m2/g）
（3）杨氏模量（~1TPa）
（4）断裂强度（~130GPa）
缺点：石墨烯层间易堆积，降低了比表面积，同时也阻碍了电解液进入电极表面。
本文将从石墨烯层状薄膜的制备，石墨烯电极材料的改性和复合三个方面来进行阐述。
（1）石墨烯层状薄膜的制备
此方法为氧化还原法，在实际中应用的最多，主要有一下几点原因：（1）GO易于制备，大规模、低成本；（2）GO表面引入的含氧官能团使得其容易在水溶液中被化学修饰；（3）GO rGO的途径多。
（2）石墨烯电极材料的改性
插层石墨烯
在这篇文献中，作者将Pt纳米粒子与石墨烯复合，Pt纳米粒子黏附在石墨烯片层上，隔离了石墨烯片层面对面的堆叠，进而使之形成机械固定。
原理如图所示：
比表面积：862m2/g
比容量：14 F/g
269 F/g
保留含氧基团
在制备还原氧化石墨烯的过程中，一般在第二步都会用较强的还原剂如水合肼、硼氢化钠、氢气等，但在本文中，作者提出用较弱的还原剂保留一部分氧化石墨烯中的含氧官能团，使得RGO具有有一些优异性能。
原理如下：
形成3D网状结构
在这篇文献中，作者通过微波剥离氧化石墨烯得到微波剥离的氧化石墨烯，然后用KOH进行活化处理，经过洗涤、干燥、退火，最后得到了活化的微波剥离的氧化石墨烯，用于电极材料，得到了比表面积为3100 m2/g，具有高度卷曲的三维网状结构，主要孔径为0.6~5nm。
（2）石墨烯电极材料的复合
石墨烯与赝电容电极材料复合
一些赝电容材料如：过渡金属氧
化物、贵金属氧化物和导电聚合
物，在这篇文献中，作者用聚苯
胺（PANI）作为赝电容材料，在
石墨烯表面原位合成了如图结构：得到了在0.2A/g的电流密度下，~555 F/g的比容量，即使在2A/g的电流密度下，比容量依然能够保持在~227F/g。
而且循环2000次后，
容量保持率依然能够达到92%。
石墨烯与碳纳米管复合
CNTs因为其高的比表面积和导电率在很多领域得到应用，日本物质材料研究机构通过在石墨烯中添加CNTs来制作电极，是电极材料的功率和能量密度达到了很高的水平，他们发现，在石墨烯中添加CNTs后，CNTs会自组地进入石墨烯中，增加了电子和离子的密度，导电方式如图所示。
未来发展方向
（1）柔性石墨烯超级电容器；（2）复合型石墨烯超级电容器；（3）超电容与电池形成混合动力系统，以弥补两者在能量密度和功率密度上的不足。
总结
石墨烯应用于超电容的优点：1、增加电极比表面积2、提供电子迁移通道3、大的物理机械强度。
目前存在问题：1、制备单层石墨烯的水平不足2、更有效地利用极大的比表面积还存在难题。